راهنمای کامل فرآیندها و تکنیک‌های لحیم‌کاری جریانی

چه یک علاقه‌مند به الکترونیک باشید که بردهای مدار قدیمی را تعمیر می‌کند و چه مهندسی باشید که روی نمونه‌های اولیه نسل بعدی کار می‌کند، لحیم‌کاری جریانی یک فرآیند ضروری در جعبه ابزار شماست. استفاده از گرمای کنترل‌شده برای "جریانی" لحیم مذاب، امکان اتصال همزمان و دقیق اجزای کوچک نصب سطحی متعدد را با راندمان بی‌نظیر فراهم می‌کند.

لحیم‌کاری Reflow انقلابی در تولید قطعات الکترونیکی ایجاد کرده و امکان کوچک‌سازی و پیچیدگی‌هایی را که اکنون در تلفن‌های هوشمند، لپ‌تاپ‌ها و دستگاه‌های بی‌شماری دیگر بدیهی می‌دانیم، فراهم کرده است. روزهای لحیم‌کاری دستی و پر زحمت زیر میکروسکوپ گذشته است. فناوری پیشرفته نصب سطحی امروزی به توانایی Reflow در اتصال یکپارچه اجزای ریز با اندازه تنها چند میلی‌متر متکی است.

آیا تا به حال فکر کرده‌اید که لحیم‌کاری رفلکتیو چگونه انجام می‌شود؟ چه تجهیزاتی مورد نیاز است؟ چه فرآیندهایی گرمایش یکنواخت و اتصالات قابل اعتماد را تضمین می‌کنند؟

در این راهنما، هر آنچه را که برای استفاده موفقیت‌آمیز از لحیم‌کاری بازتابی در کارتان نیاز دارید، توضیح خواهیم داد. 

درک لحیم کاری Reflow

لحیم‌کاری جریانی یکی از فرآیندهای اصلی تولید مورد استفاده در تولید فناوری نصب سطحی (SMT) بردهای مدار چاپی است. این روشی برای لحیم‌کاری قطعات الکترونیکی (مانند آی‌سی‌ها، مقاومت‌ها و خازن‌ها) به پدهای رسانای برد مدار چاپی است.

 در لحیم‌کاری جریان برگشتی، یک لایه نازک از خمیر لحیم با استفاده از شابلون روی پدهای PCB چاپ می‌شود. این خمیر لحیم حاوی مخلوطی از کره‌های لحیم و فلاکس است که کره‌ها را در کنار هم نگه می‌دارد. سپس اجزای نصب سطحی با استفاده از دستگاه Pick and Place روی پدها تراز می‌شوند. سپس اجزایی مانند برد به کوره جریان برگشتی منتقل می‌شوند و در آنجا تحت پروفایل‌های حرارتی مشخص گرم می‌شوند.

در ادامه، در فرآیند لحیم‌کاری بازتابی، دما به طور پیوسته در داخل کوره بازتابی افزایش می‌یابد و از مناطق دمایی مشخصی که برای نیازهای مختلف قطعات و لحیم‌کاری طراحی شده‌اند، عبور می‌کند. در مرحله‌ی بازجوش، خمیر لحیم ذوب می‌شود و روان‌ساز با از بین بردن اکسیداسیون از روی پدها و پایه‌های قطعات به این فرآیند کمک می‌کند. این کار به لحیم‌کار زمان لازم را می‌دهد تا لحیم مذاب را بدون ایجاد پل بین پدهای مجاور، خیس کند. وقتی برد خنک می‌شود، لحیم سخت می‌شود و یک اتصال فیزیکی و الکتریکی دائمی بین قطعات و برد مدار چاپی ایجاد می‌کند.

لحیم‌کاری ذوبی به دلیل بهره‌وری بالا و کیفیت بالای اتصالات لحیم، رایج‌ترین روش مورد استفاده در تولید انبوه است. این روش، طراحی ایده‌آلی برای بردهای SMT با بسته‌های متراکم و اجزای مینیاتوری است. کوره‌های دارای فناوری reflow، توزیع گرمای یکنواخت و ثابت را برای بردهای بزرگ تضمین می‌کنند و در نتیجه از نقص‌های ناشی از تغییرات دما جلوگیری می‌کنند. 

کنترل صحیح پروفیل‌های زمان و دما برای ایجاد صحیح اتصالات لحیم و همچنین برای اجزای حساس به دمای سالم دستگاه ضروری است. به همین دلیل است که لحیم‌کاری جریانی برای تولید فعلی لوازم الکترونیکی پیشرفته به یک ضرورت تبدیل می‌شود.

درباره PCBasic

زمان در پروژه‌های شما حکم پول را دارد – و PCBasic آن را دریافت می کند. PCBasic هست شرکت مونتاژ pcb که هر بار نتایج سریع و بی‌نقصی ارائه می‌دهد. خدمات جامع ما خدمات مونتاژ PCB شامل پشتیبانی مهندسی متخصص در هر مرحله، تضمین کیفیت برتر در هر تخته. به عنوان یک پیشرو سازنده مونتاژ PCB, ما یک راهکار جامع ارائه می‌دهیم که زنجیره تأمین شما را ساده می‌کند. با تیم پیشرفته ما همکاری کنید کارخانه نمونه اولیه PCB برای تحویل سریع و نتایج عالی که می‌توانید به آنها اعتماد کنید.

روش لحیم کاری Reflow

لحیم کاری Reflow شامل چندین مرحله مهم آماده سازی و مونتاژ برای اطمینان از قرارگیری دقیق و اتصال قطعات است. در اینجا مروری دقیق بر مراحلی که باید در یک ایستگاه لحیم کاری Reflow دنبال کنید، آورده شده است.

1. تهیه

مرحله اول آماده‌سازی برد و قطعات برای لحیم‌کاری است. این شامل استفاده از خمیر لحیم و قرار دادن قطعات الکترونیکی در جای خود می‌شود.

اعمال خمیر لحیم

خمیر لحیم ترکیبی از پودر لحیم ریز معلق در یک حامل شار است. این پودر روی پدها و محل‌های اتصال لحیم در برد مدار اعمال می‌شود. از یک شابلون لحیم با دهانه‌های دقیق استفاده می‌شود تا خمیر به طور دقیق در مقدار و محل مناسب رسوب کند. این امر به اطمینان از خیس شدن و اتصال خوب در حین جریان مجدد کمک می‌کند. اکثر خطوط مونتاژ از یک چاپگر شابلون خودکار برای انجام این کار به طور مکرر با سرعت بالا استفاده می‌کنند.

شابلون باید برای طراحی خاص PCB با دهانه‌هایی که مستقیماً با مکان‌ها و اندازه‌های پد هم‌تراز هستند، سفارشی‌سازی شود. این شابلون از ورق‌های نازک فولاد ضد زنگ، برنج یا مواد پلیمری با استفاده از تکنیک‌های برش یا حکاکی لیزری ساخته می‌شود تا به وضوح و دقت چاپ مورد نیاز دست یابد.

عوامل متعددی بر فرآیند چاپ استنسیل و کیفیت رسوب خمیر لحیم تأثیر می‌گذارند:

● طراحی شابلون: ضخامت استنسیل، هندسه دهانه، عرض لبه‌ها، کاهش‌ها و عناصر پل‌ساز، همگی بر راندمان انتقال لحیم و کیفیت چاپ حاصل تأثیر می‌گذارند. استنسیل‌های نازک‌تر امکان رسوب کمتر را فراهم می‌کنند اما دوام کمتری دارند، در حالی که استنسیل‌های ضخیم‌تر مقاوم‌تر هستند اما وضوح محدودی دارند.

● خمیر لحیم کاری: رئولوژی، محتوای فلزی و توزیع اندازه ذرات خمیر باید برای فرآیند مورد نظر بهینه شوند. خمیرهای با ویسکوزیته بالاتر به خوبی چاپ می‌شوند اما به سختی از شابلون جدا می‌شوند، در حالی که خمیرهای با ویسکوزیته پایین تمایل دارند راحت‌تر بین پدها پل بزنند. انتخاب خمیر مناسب برای کاربرد و تجهیزات بسیار مهم است.

● سرعت چاپ: حرکت سریع دستگاه پولیش روی شابلون می‌تواند رشته‌های خمیر لحیم را باقی بگذارد یا رسوب ناهمواری ایجاد کند. برعکس، چاپ خیلی آهسته بدون فایده قابل توجهی، زمان را هدر می‌دهد. تجهیزات و فرآیندها برای یک محدوده سرعت بهینه تنظیم شده‌اند.

● زاویه و فشار تی: تی باید در زاویه مناسب، معمولاً بین ۱۵ تا ۳۰ درجه، تنظیم شود و نیروی رو به پایین مناسبی را برای برش خمیر و پاک کردن دهانه‌های شابلون بدون آسیب رساندن به پدها اعمال کند. زاویه خیلی تند یا فشار کم منجر به چاپ ناقص می‌شود.

نظارت و کنترل این عوامل منجر به قرارگیری مداوم حجم‌های دقیقی از خمیر لحیم در مکان‌های مورد نظر روی برد مدار چاپی می‌شود. این امر پایه‌ای ایده‌آل برای تشکیل اتصالات لحیم بعدی از طریق جریان مجدد فراهم می‌کند.

مونتاژ قطعات

پس از اعمال خمیر لحیم، قطعات الکترونیکی مانند مدارهای مجتمع، مقاومت‌ها و کانکتورها روی برد قرار می‌گیرند. برای تولید انبوه، این کار به صورت دستی با موچین یا ابزارهای مکش و نصب انجام می‌شود. در حجم‌های بالاتر از دستگاه‌های نصب سطحی پرسرعت استفاده می‌شود که می‌توانند هزاران قطعه را خیلی سریع انتخاب و نصب کنند.

سرهای لحیم‌کاری تماسی پرسرعت برای اتصال ایمن قطعات بدون آسیب، به خلأ یا عمل مویینگی متکی هستند. دستگاه‌های لحیم‌کاری جریانی مدرن می‌توانند هزاران قطعه را در ساعت با دقت قرارگیری در محدوده +/-50 میکرون یا بهتر قرار دهند.

تشخیص و جهت‌یابی اجزا از مراحل اولیه بسیار مهم هستند. اکثر ماشین‌ها از سیستم‌های دید در بالای سر و فایل‌های داده اجزا برای اسکن، شناسایی و چرخاندن صحیح قطعات برای قرارگیری بهینه روی برد استفاده می‌کنند. هرگونه قطعه‌ی نادرست می‌تواند باعث نقص یا کاهش بازده شود.

عوامل کلیدی که به کارایی و دقت فرآیند انتخاب و جایگذاری کمک می‌کنند عبارتند از:

● سرعت قرار دادن: تجهیزات مدرن قادر به سرعت‌های بالای ۲۰۰۰۰۰ cph برای قطعات کوچک هستند و توان عملیاتی را به حداکثر می‌رسانند. با این حال، سرعت باید با دقت مورد نیاز متعادل شود.

● دقت و تکرار ماشین: تنوع قرارگیری (3سیگما) کمتر از 50 میکرون در جهت‌های جانبی و عمودی، تلرانس‌های تولید دقیق و حداقل دوباره‌کاری را فراهم می‌کند. دقت در کل محدوده قطعات و پوشش عملیاتی حفظ می‌شود.

● ظرفیت فیدر و زمان تغییر: فیدرهای نوار و قرقره یا فیدرهای فله‌ای با ظرفیت بالا، زمان اجرا را قبل از نیاز به پر کردن مجدد، بهینه می‌کنند. تعویض سریع و ساده فیدرها در صورت نیاز، زمان از کار افتادگی صرف شده برای بارگیری قطعات جدید را به حداقل می‌رساند.

قطعات روی خمیر لحیم مرطوب، همزمان با اینکه به آرامی در جای خود فشار داده می‌شوند، خود به خود تراز می‌شوند. در نهایت، هر قطعه‌ای که از طریق سوراخ عبور می‌کند مانند کانکتورها، به صورت دستی وارد شده و سیم‌های آنها در طرف مقابل لحیم می‌شوند.

2. مرحله لحیم کاری مجدد

حالا وقت آن رسیده که جادوی لحیم کاری reflow رخ دهد. برد آماده شده برای گرم شدن دقیق وارد کوره reflow می شود. در طول این مرحله، دو فرآیند اتفاق می افتد.

فرآیند فر Reflow

بردهای مدار بر روی یک تسمه یا نوار نقاله از جنس استیل ضد زنگ به داخل کوره بازتابی منتقل می‌شوند. در داخل، بردها از چندین ناحیه گرم شده از جمله منابع حرارتی بالا و پایین عبور می‌کنند. لامپ‌های مادون قرمز، جت‌های برخورد هوای گرم و سطوح گرم شده با هم کار می‌کنند تا دقیقاً مقدار و توزیع مناسب گرما را اعمال کنند. دما با دقت توسط ترموکوپل‌ها کنترل و پایش می‌شود و اطمینان حاصل می‌شود که هر برد مشخصات حرارتی یکسانی را تجربه می‌کند.

ذوب کردن خمیر لحیم

همانطور که برد روی نوار نقاله لحیم کاری reflow طبق مشخصات حرارتی گرم می‌شود، خمیر لحیم به تدریج به نقطه ذوب خود می‌رسد. فعال‌کننده‌های شار، گازهایی آزاد می‌کنند که به پاک کردن اکسیدها از روی پایه‌های قطعات و سطوح برد کمک می‌کنند.

لحیم‌کاری جریانی به لحیم مذاب اجازه می‌دهد تا این سطوح فلزی تمیز را خیس کند و هنگام خنک شدن، یک پیوند متالورژیکی تشکیل دهد. همه این اتفاقات به طور یکپارچه در عرض چند دقیقه در کوره جریانی رخ می‌دهد. اجزای اجاق گاز را به طور دائم در جای خود قرار می‌دهد. فیلترهای خروجی فر هرگونه دود یا بخار تولید شده در طول فرآیند را جذب می‌کنند.

نتیجه، اتصالات لحیم‌کاری بادوام و باکیفیتی است که نصب مکانیکی و اتصالات الکتریکی را فراهم می‌کنند. قطعات نصب سطحی با عرض‌های انتهایی کوچک خود به این روش به طور قابل اعتمادی مونتاژ می‌شوند.

3. کنترل دما

بخش کلیدی لحیم کاری جریانی، مدیریت دقیق افزایش دما است. باید از آسیب به قطعات جلوگیری شود و در عین حال شرایط بهینه لحیم کاری تضمین شود.

روش گرمایش تدریجی

بردها در دمای اتاق وارد کوره توستر لحیم‌کاری جریانی می‌شوند و به آرامی از طریق چندین ناحیه حرارتی گرم می‌شوند. بخاری‌های مادون قرمز و جت‌های برخورد هوا، برد و قطعات را به تدریج از همه طرف گرم می‌کنند. این امر از هرگونه تنش مکانیکی ناشی از گرما جلوگیری می‌کند. نرخ شیب ملایم حدود ۱-۳ درجه سانتیگراد در ثانیه معمول است.

برآورده کردن الزامات حرارتی

هر قطعه دارای حداکثر دمای مجاز است که نباید از آن تجاوز شود. قطعات حساس به گرما مانند نوسان‌سازها، فیلترهای کریستالی و حسگرها به دمای پایین‌تری نیاز دارند. پروفیل جریان برگشتی (reflow profile) به دقت از الزامات حرارتی حساس‌ترین قطعه مورد استفاده به دما پیروی می‌کند. ترموکوپل‌های چندگانه دما را در نقاط مختلف به طور دقیق اندازه‌گیری و کنترل می‌کنند و گرمایش یکنواخت و ایمن را تضمین می‌کنند.

4. مراحل گرمایش

بیشتر پروفیل‌های reflow شامل چهار مرحله مجزای گرمایش برای آماده‌سازی، فعال‌سازی و در نهایت ذوب لحیم هستند. اینها مراحل مختلفی هستند که این فرآیند شامل می‌شود.

رمپ به منطقه خیساندن

ناحیه شیب به ناحیه خیس شدن، مرحله اولیه گرمایش در لحیم کاری جریانی است. در این مرحله، دمای مجموعه PCB به تدریج و به صورت کنترل شده افزایش می‌یابد. نرخ شیب، که نرخ افزایش دما است، معمولاً بین ۱ تا ۵ درجه سانتیگراد در ثانیه است. نرخ شیب آهسته‌تر به تضمین گرمایش یکنواخت و مداوم کل برد و اجزای آن کمک می‌کند تا از مسائلی مانند تنش‌های حرارتی جلوگیری شود.

با شروع افزایش دما در طول شیب‌دهی، ترکیبات آلی فرار (VOCs) موجود در خمیر لحیم شروع به تبخیر شدن می‌کنند. خمیرهای لحیم حاوی حلال‌هایی هستند که پودر لحیم را به شکل چسبناک و خمیر مانندی که برای چاپ یا توزیع مناسب است، نگه می‌دارند. این حلال‌ها قبل از جریان مجدد باید کاملاً تبخیر شوند تا یک اتصال با کیفیت تشکیل شود. اگر مقداری حلال در اتصال باقی بماند، می‌تواند باعث ایجاد نقص‌هایی مانند گلوله شدن لحیم یا حفره‌های اتصال شود.

منطقه خیساندن حرارتی

هدف از منطقه خیساندن، رساندن کل مجموعه به دمای پیش گرمایش ثابت قبل از ادامه به مرحله بعدی است. محدوده دمای پیش گرمایش معمول برای اکثر آلیاژها ۱۵۰ تا ۱۶۰ درجه سانتیگراد است. نگه داشتن در این دما به مدت ۱ تا ۳ دقیقه اجازه می‌دهد تا تبخیر حلال باقیمانده کامل شود و از نقص‌های ناشی از گرمایش ناهموار اجزا جلوگیری شود. همچنین مجموعه را پیش گرم می‌کند تا گرمایش سریع و یکنواخت در مراحل بعدی را تسهیل کند.

کنترل دقیق دما و مدت زمان آن بسیار مهم است. دمای خیلی بالا یا خیساندن طولانی مدت می‌تواند باعث ایجاد نقص‌هایی مانند شکنندگی اتصال یا آسیب به اجزایی شود که فقط می‌توانند دماهای پایین‌تر را تحمل کنند. دمای خیلی پایین/کوتاه نیز ممکن است حلال‌ها را در خود نگه دارد. پروفیل‌بندی مناسب بر اساس خمیر لحیم و مجموعه خاص تعیین می‌شود.

منطقه Reflow

ناحیه‌ی بازگشتی، فاز اولیه‌ای است که در آن لحیم ذوب می‌شود. در این ناحیه، دما نسبت به مراحل قبلی افزایش می‌یابد تا از دمای لیکوئیدوس لحیم فراتر رود.

دمای لیکوئیدوس نقطه‌ای است که لحیم برای اولین بار شروع به ذوب شدن می‌کند و معمولاً 30 تا 50 درجه سانتیگراد پایین‌تر از نقطه ذوب است. اکثر لحیم‌های آلیاژی Sn-Pb و Sn-Ag-Cu دارای نقطه لیکوئیدوس بین 180 تا 200 درجه سانتیگراد هستند.

دمای اوج، حداکثر دمایی است که در طول جریان برگشتی می‌توان تحمل کرد. برای لحیم‌های سرب‌دار، این دما معمولاً 20 تا 40 درجه سانتیگراد بالاتر از دمای مایع است. لحیم‌های بدون سرب به دمای اوج بالاتری، حدود 5 تا 10 درجه سانتیگراد بالاتر از نقطه ذوب بسیار بالاتر خود نیاز دارند.

نگه داشتن کوتاه مدت در نقطه اوج، خیس شدن کامل و جریان یافتن لحیم مذاب را قبل از خنک شدن تضمین می‌کند. زمان اوج ایده‌آل معمولاً ۱۵ تا ۶۰ ثانیه است که به اندازه مجموعه، چگالی و آلیاژ مورد استفاده بستگی دارد. اگر خیلی کوتاه باشد، لحیم ممکن است به طور کامل ذوب و جریان پیدا نکند، در حالی که اگر خیلی طولانی باشد، خطر آسیب به قطعه در اثر گرمای بیش از حد وجود دارد.

در طول فرآیند reflow، لحیم مذاب در اطراف ترمینال‌های قطعات خیس شده و جریان می‌یابد و آنها را محکم به پدهای PCB زیرین متصل می‌کند. همزمان، فعال‌سازی فلاکس به از بین بردن هرگونه اکسیداسیون کمک می‌کند تا اتصالات تمیز و بدون حفره تضمین شود. کنترل دقیق دما و پروفیل‌ها برای خیس شدن بهینه لحیم و جریان بدون آسیب حیاتی هستند.

منطقه خنک کننده

پس از حفظ دمای اوج، مجموعه وارد منطقه خنک‌کننده می‌شود. در این مرحله نهایی، خنک‌سازی کنترل‌شده، دما را به شیوه‌ای کنترل‌شده پایین می‌آورد. نرخ خنک‌سازی به اندازه نرخ گرمایش برای تأثیرگذاری بر کیفیت اتصال مهم است.

خنک‌سازی تدریجی از عیوب ناشی از شوک حرارتی سریع مانند ترک‌های داخلی اتصال یا ترک‌های قطعات جلوگیری می‌کند. سرعت خنک‌سازی ایده‌آل معمولاً ۱.۵ تا ۶ درجه سانتی‌گراد در ثانیه است که به اندازه مجموعه و ویژگی‌های آلیاژ بستگی دارد. سرعت‌های پایین‌تر، ریزساختار اتصال دانه‌بندی‌شده‌تری را برای یکپارچگی مکانیکی بهتر فراهم می‌کنند.

افزایش دمای ناحیه خنک‌کننده تا رسیدن به دمای محیط مونتاژ، معمولاً زیر ۱۰۰ درجه سانتیگراد، ادامه می‌یابد. در این مرحله، چرخه جریان مجدد کامل شده و عملیات حرارتی اتصالات لحیم به پایان رسیده است. آنها باید بتوانند تنش‌های عملیاتی عادی و بارهای چرخه حرارتی را تحمل کنند.

مزایای لحیم کاری Reflow

لحیم کاری جریان برگشتی مزایای زیادی نسبت به سایر روش‌های لحیم کاری دارد. مزایای کلیدی لحیم کاری جریان برگشتی عبارتند از:

اتوماسیون و سازگاریلحیم کاری جریان برگشتی یک فرآیند کاملاً خودکار است که می‌تواند قطعات نصب سطحی را به طور مداوم روی برد مدار چاپی قرار داده و لحیم کند. این سطح بالای اتوماسیون و ثبات، نقص‌ها را کاهش داده و بازده را بهبود می‌بخشد. داشتن یک فرآیند تکرارپذیر، کیفیت و قابلیت اطمینان اتصالات لحیم را تضمین می‌کند.

تراکم و کوچک‌سازی:فناوری نصب سطحی، با امکان ساخت قطعات کوچک‌تر و فاصله کمتر بین آنها، امکان ساخت بردهای مدار با چگالی بالاتر را فراهم می‌کند. لحیم‌کاری جریانی برای قرار دادن و لحیم‌کاری این قطعات با گام فوق‌العاده ریز ضروری است. این چگالی و کوچک‌سازی، امکان کاهش چشمگیر اندازه قطعات الکترونیکی را در چند دهه گذشته فراهم کرده است.

تولید انبوه: ماهیت خودکار لحیم‌کاری بازتابی، آن را برای کاربردهای تولید انبوه و با حجم بالا بسیار مناسب می‌کند. یک کوره بازتابی می‌تواند ده‌ها یا حتی صدها برد مدار را در ساعت پردازش کند. این توان عملیاتی بالا، تولید اقتصادی قطعات الکترونیکی را در مقادیر زیاد امکان‌پذیر می‌کند. این فرآیند خودکار همچنین نسبت به لحیم‌کاری دستی، نیروی کار کمتری نیاز دارد.

تنش حرارتی پاییندر طول لحیم کاری جریان برگشتی، قطعات قبل از گرم شدن به برد متصل می‌شوند. این امر باعث می‌شود که تمام قطعات به تدریج و به طور یکنواخت گرم و سرد شوند. در مقابل، لحیم کاری دستی خطر اعمال مکرر حرارت موضعی به قطعات را دارد که می‌تواند باعث خستگی حرارتی و خرابی احتمالی در طول زمان شود. لحیم کاری جریان برگشتی تنش حرارتی کمتری را بر روی قطعات و کانکتورها ایجاد می‌کند.

کنترل فرآیند و بهینه سازیکوره‌های مدرن رفلکتور، کنترل دقیقی بر روی پروفیل دمایی قطعات تحت تأثیر قرار گرفته ارائه می‌دهند. توانایی کنترل دقیق سرعت نوار نقاله، دمای منطقه گرمایش، نرخ خنک‌سازی و موارد دیگر، امکان بهینه‌سازی فرآیند را برای طرح‌های مختلف برد و ترکیب قطعات فراهم می‌کند. تنظیم فرآیند می‌تواند تضمین کند که نقص‌ها به طور مقرون به صرفه‌ای به حداقل می‌رسند.

لحیم کاری Reflow در مقابل Wave: مقایسه

هنگام مونتاژ بردهای مدار الکترونیکی، دو فرآیند اصلی که از گذشته مورد استفاده قرار گرفته‌اند، لحیم‌کاری جریانی (reflow soldering) و لحیم‌کاری موجی (wave soldering) بوده‌اند. در اینجا مقایسه‌ای از این تکنیک‌ها در چندین جنبه کلیدی ارائه شده است تا تفاوت‌ها و مناسب بودن آنها برای کاربردهای مختلف مشخص شود.

لحیم کاری جریانی در مقابل لحیم کاری موجی

منظر	لحیم کاری مجدد	لحیم کاری موج
روند	قطعات از قبل روی PCB قرار می‌گیرند. سپس برد از یک اجاق همرفتی یا اجاق مادون قرمز عبور داده می‌شود تا لحیم ذوب شود.	قطعات از قبل روی PCB قرار می‌گیرند. برد از میان موج لحیم مذاب عبور داده می‌شود که در آن لحیم به طور همزمان روی تمام اتصالات رسوب می‌کند.
چگالی	می‌تواند بردهای با چگالی اجزای بالا با قطعات ریز و چند لایه را مدیریت کند.	برای بردهای با چگالی کم تا متوسط که فقط قطعات سوراخ‌دار دارند، بهترین عملکرد را دارد. برای مونتاژهای گام ریز یا BGA مناسب نیست.
اجزاء	مناسب برای هر دو روش سوراخکاری و سطحی استقرار (mount) اجزاء شامل بسته‌های BGA، CSP و 01005.	فقط برای قطعات سوراخ‌دار کار می‌کند. با قطعات مدرن نصب سطحی یا مینیاتوری سازگار نیست.
طهارت	فرآیندی بسیار تمیز با تفاله کمتر و پل‌ها و اتصالات کوتاه کمتر.	به دلیل نحوه رسوب لحیم از طریق موج، احتمال ایجاد پل‌های لحیم و اتصال کوتاه بیشتر است. احتمال وجود آلودگی در لحیم بیشتر است.
انعطاف پذیری	انعطاف‌پذیر است و به راحتی می‌تواند تخته‌هایی با اندازه‌ها و ضخامت‌های مختلف را پردازش کند. چندین تخته را می‌توان همزمان پردازش کرد.	فرآیندی با انعطاف‌پذیری کمتر. نیاز به تنظیمات ابزار برای اندازه‌های مختلف تخته. فقط یک تخته را در یک زمان پردازش می‌کند.
هزینه سرمایه	هزینه‌های اولیه بالاتر برای اجاق‌ها و تجهیزات reflow.	هزینه‌های اولیه کمتر برای تجهیزات لحیم‌کاری موجی که پیچیدگی کمتری دارند.
کنترل	بسیار قابل کنترل و تکرارپذیر. کنترل دقیق بر پروفیل‌بندی و خنک‌سازی، اتصالات لحیم‌کاری ثابت را تضمین می‌کند.	کنترل کمتر بر روی اتصالات نهایی به دلیل ماهیت فرآیند غوطه‌وری. نتایج متغیرتر.

لحیم‌کاری جریان برگشتی به دلیل انعطاف‌پذیری در مدیریت قطعات با چگالی بالاتر و نصب سطحی کوچک، امروزه به فرآیند غالب برای مونتاژ قطعات الکترونیکی تبدیل شده است. این فرآیند بسیار تمیز است و پروفیل‌های گرمایش و سرمایش کنترل‌شده، اتصالات لحیم‌کاری با کیفیت بالا و ثابت را حتی روی بردهای چندلایه پیچیده تضمین می‌کند.

با این حال، هزینه‌های اولیه کوره‌های بازتابی و تجهیزات بازرسی بیشتر است. لحیم‌کاری موجی فقط برای طرح‌های سوراخ‌کاری با چگالی کمتر مناسب است و هزینه سرمایه‌ای کمتری را ارائه می‌دهد، هرچند در مقایسه با بازتابی، کنترل کمتر و نقص‌های بالقوه بیشتری در لحیم‌کاری وجود دارد.

پرداختن به چالش‌ها و راه‌حل‌ها در فرآیند Reflow

اگرچه لحیم‌کاری جریانی مزایای زیادی در تولید قطعات الکترونیکی ارائه می‌دهد، اما چالش‌هایی را نیز به همراه دارد که در صورت عدم رسیدگی صحیح، می‌توانند کیفیت را به خطر بیندازند.

در اینجا چندین مشکل رایج که در طول فرآیند reflow با آنها مواجه می‌شویم و اقدامات متقابل مناسب برای اطمینان از یک فرآیند قوی ارائه شده است.

تشکیل مهره لحیم

تشکیل مهره لحیم، که به آن پاشش لحیم یا پاشش نیز گفته می‌شود، به پراکندگی نامطلوب گلوله‌ها و قطرات کوچک لحیم در سراسر PCB در طول فرآیند reflow اشاره دارد. چند دلیل اصلی برای این نقص وجود دارد.

اول، حجم بیش از حد خمیر لحیم می‌تواند منجر به سرریز شدن در حین ذوب شود و باعث شود لحیم از قطعات جدا شده و مهره تشکیل دهد. چاپ نامناسب شابلون با روزنه‌های ناهمگون یا بزرگ نیز می‌تواند خمیر زیادی را رسوب دهد. علاوه بر این، یک پروفیل جریان برگشتی بیش از حد تهاجمی با افزایش بیش از حد دما تا اوج می‌تواند باعث انفجار سریع خمیر لحیم شود.

برای مقابله با تشکیل دانه‌های لحیم، ابتدا بهینه‌سازی طراحی شابلون و چاپ خمیر لحیم بسیار مهم است. اطمینان از رسوب یکنواخت و کنترل‌شده، خمیر اضافی را به حداقل می‌رساند. سپس پروفیل جریان مجدد باید سرعت ملایمی برای افزایش داشته باشد تا از شوک دادن به خمیر جلوگیری شود. زمان خیساندن طولانی‌تر درست زیر نقطه ذوب، امکان خروج تدریجی هرگونه گاز را فراهم می‌کند.

برخی از خمیرهای لحیم همچنین حاوی افزودنی‌هایی هستند که از طریق کنترل انتشار گاز، پاشش را کاهش می‌دهند. تمیز کردن منظم شابلون از تجمع موادی که می‌توانند در آزادسازی خمیر اختلال ایجاد کنند، جلوگیری می‌کند. با تنظیم مناسب فرآیند، تشکیل دانه‌های لحیم در طول جریان مجدد می‌تواند به حداقل برسد.

سنگ قبر کامپوننت

پدیده سنگ قبر شدن زمانی رخ می‌دهد که یک قطعه نصب سطحی در حین جریان مجدد به دلیل نیروهای خیس شدن ناهموار از PCB بلند شود. دلایل خیس شدن ناهموار شامل اجزای ناهم‌تراز یا کج، فلزکاری غیر یکنواخت پد و هندسه‌های نامتقارن قطعه/برد است که مناطق لحیم‌کاری بیشتری را در یک طرف فراهم می‌کند. سپس خمیر زیرین توسط کشش سطحی کشیده می‌شود.

برای جلوگیری از ایجاد مشکل، ابتدا از قرارگیری دقیق و تکرارپذیر اجزای متقارن روی پدهای جفت‌شده با طراحی مناسب اطمینان حاصل کنید. تنظیم ابعاد پد یا اضافه کردن پدهای گوشه‌ای می‌تواند لحیم‌کاری متعادل را در صورت نیاز ارتقا دهد. خمیرهای قیر ریزتر در مقایسه با انواع ضخیم‌تر، جریان‌های کنترل‌شده‌تری را فراهم می‌کنند. فلاکس‌های بدون ناخالصی و با باقیمانده کم که با دقت فرموله شده‌اند، قابلیت خیس شدن را در سطوح چالش‌برانگیز نیز به حداکثر می‌رسانند.

یک پروفیل دقیق جریان برگشتی با یک توقف حرارتی طولانی در نزدیکی نقطه ذوب لحیم نیز مفید است. این امر امکان اصلاح خودکار هرگونه کج‌شدگی جزئی را قبل از انجماد فراهم می‌کند. بازرسی پس از جریان برگشتی، سنگ‌ریزه‌های باقیمانده ناشی از دوباره‌کاری را شناسایی می‌کند. با این اقدامات ترکیبی، می‌توان عیوب بلند کردن قطعات را به طور مؤثر کاهش داد.

اتصالات لحیم کاری از دست رفته

یک اتصال لحیم که پس از جریان مجدد به طور جزئی یا کامل وجود ندارد، نشان دهنده یک اتصال از دست رفته است. عوامل مؤثر رایج، رسوب ناکافی خمیر لحیم یا مشکلات لحیم کاری هستند. در مورد اول، دلایل شامل پر نشدن یا عدم تراز بودن روزنه شابلون، تخلیه مخازن خمیر لحیم در طول چاپ طولانی مدت، یا ساییدگی/آسیب دیدگی لاستیک‌های چاپ است.

راه‌حل‌ها در اینجا مستلزم شیوه‌های دقیق مدیریت شابلون و خمیر لحیم است. نگهداری منظم چاپگر/شابلون و کنترل دقیق پارامترهای چاپ، انتقال حجم ثابتی از لحیم را به طور قابل قبول روی پدها تضمین می‌کند. همچنین به انتخاب خمیرهایی مناسب برای فواصل چاپ طولانی‌تر بین پر کردن/تمیز کردن کمک می‌کند.

در مورد مشکلات لحیم‌پذیری، راه‌حل‌های رایج شامل تمیز کردن باقیمانده‌های شار یا آلاینده‌ها از روی برد، بهبود کیفیت/پوشش آبکاری پد و اعمال زمان‌های توقف بهینه پروفیل در محدوده‌های ذوب بحرانی است. اغلب علت اصلی از ترکیب چندین متغیر جزئی ناشی می‌شود؛ بهینه‌سازی آنها یک فرآیند لحیم‌کاری "ضد خرابی" قوی ایجاد می‌کند.

پخش شدن/توپ شدن لحیم

مانند مهره‌های لحیم، توپ‌های لحیم توده‌های نامطلوبی هستند که در طول جریان مجدد به جای خیس شدن مناسب تشکیل می‌شوند. عدم تعادل شیمی روان‌ساز در درجه اول باعث این امر می‌شود که انواع بیش از حد فعال، گازهای اضافی را هنگام گرم شدن آزاد می‌کنند. سایر عوامل مؤثر، خمیر لحیم آلوده/اکسید شده یا سطوح قطعه/برد فاقد عملیات مناسب برای خیس شدن هستند.

مدیریت خوب روان‌ساز نقش کلیدی در راه‌حل‌ها ایفا می‌کند. انتخاب دقیق نوعی با فعالیت کنترل‌شده و چسبندگی بهینه برای آلیاژ لحیم، مشکلات مربوط به گازگرفتگی را به حداقل می‌رساند. تمیز کردن کامل، بقایایی را که می‌توانند واکنش‌های خیس شدن را مختل کنند، از بین می‌برد. اطمینان از تازگی خمیر لحیم از طریق ذخیره‌سازی و استفاده کنترل‌شده، از تجمع اکسیداسیون نیز جلوگیری می‌کند. پروفیل‌های گرمایش ملایم، خروج تدریجی گاز را برای جلوگیری از پاشش/تف کردن فراهم می‌کنند.

در نهایت، تأیید پرداخت‌های سطحی ایده‌آل روی پایه‌های برد و پایه‌های قطعات، هر بار باعث ایجاد لحیم‌کاری قابل اعتمادی می‌شود. با تنظیمات جزئی در مواد مصرفی و اصلاحات فرآیند، می‌توان تا حد زیادی بر نقص‌های توپ لحیم غلبه کرد.

سوختن/تاب برداشتن قطعه

گرمای بیش از حد موضعی قطعات در طول اوج دمای reflow، یک علت بالقوه برای ذوب/سوختن بسته‌های پلاستیکی حساس یا علائم چاپی است. دلایل معمول عبارتند از: گرمایش ناهموار برد، گردش/همرفت ناکافی هوا و کالیبراسیون نادرست ناحیه کوره reflow. عدم پیش گرمایش کافی قبل از افزایش ناگهانی دما نیز می‌تواند باعث تنش‌های حرارتی شوک‌آور شود.

یک پروفیل جریان برگشتی با طراحی خوب و یک کوره با کیفیت بالا، کلید پیشگیری هستند. پیش گرمایش کافی، تمام مواد مونتاژ را به روشی کنترل شده به دمای هدف می‌رساند. افزایش ملایم دما و یک سیستم پروفیل‌بندی، یکنواختی حرارتی ایده‌آل را در سراسر مناطق تضمین می‌کند و عملیات حرارتی توزیع شده و مداوم را ارائه می‌دهد.

در صورت امکان، می‌توان جهت‌گیری اجزایی را که در برابر اعوجاج یا تغییر رنگ آسیب‌پذیرتر هستند، بهینه کرد تا به تدریج گرم شوند. توجه به تعمیر و نگهداری اجاق توستر لحیم‌کاری جریان برگشتی و پروفیل‌بندی دوره‌ای، عملکرد منطقه را در طول زمان نیز تأیید می‌کند. این اقدامات به حذف نقاط گرم/سرد کمک می‌کند و از اجزا در برابر خطرات جریان برگشتی محافظت می‌کند.

جریان لحیم ناکافی/ناقص

جایی که لحیم مذاب به درستی جریان پیدا نمی‌کند و در حین جریان مجدد، پدها/سرهای اتصال را خیس نمی‌کند، لحیم‌کاری ناقص رخ می‌دهد. علل ریشه‌ای رایج عبارتند از رسوب ناکافی خمیر لحیم، مشکلات فعالیت فلاکس، هندسه قطعه/پد که مانع جریان می‌شود و پروفیل‌های دمایی غیر ایده‌آل.

بهترین شیوه‌ها در اینجا شامل استفاده از چاپ شابلون با طراحی خوب و تنظیم دقیق است که برای هر کاربرد و نوع خمیر بهینه شده است. فرمولاسیون‌های فلاکس با خواص تمیزکنندگی سطح مناسب، پیوند متالورژیکی مناسب را تقویت می‌کنند. ویژگی‌های خودترازی اجزا به خودمرکزی روی پدها برای زوایای یکنواخت خیس شدن لحیم کمک می‌کند.

پروفیل‌های جریان برگشتی، جذب حرارت مناسبی را در دمای بالاتر از ذوب لحیم ارائه می‌دهند و زمان انتقال حرارت/جرم طولانی و مناسبی را برای پخت کامل فراهم می‌کنند. در برخی موارد، افزودنی‌های خمیری مانند چسبناک‌کننده‌ها می‌توانند پخش شدن و تثبیت را بهبود بخشند تا از اتصال کوتاه جلوگیری شود. در مجموع، توجه به تمام متغیرهای مرتبط با جریان برگشتی به اطمینان از ایجاد اتصالات لحیم بدون مشکل و محکم در هر بار کمک می‌کند.

بازرسی و تضمین کیفیت در لحیم کاری Reflow 

بازرسی کیفیت یک گام حیاتی در هر فرآیند لحیم کاری reflow است تا اطمینان حاصل شود که اتصالات لحیم مطابق با مشخصات هستند و مجموعه‌های الکترونیکی عاری از نقص هستند. با اجرای پروتکل‌های بازرسی کامل و تضمین کیفیت، تولیدکنندگان می‌توانند مشکلات احتمالی را در مراحل اولیه شناسایی کنند، بهبود فرآیند را هدایت کنند و به کاهش هزینه‌های مرتبط با دوباره کاری و خرابی قطعات کمک کنند.

در اینجا تکنیک‌های مختلف بازرسی مورد استفاده در لحیم‌کاری reflow و استراتژی‌هایی برای ایجاد یک برنامه تضمین کیفیت موثر ارائه شده است.

بازرسی بصری

بازرسی بصری معمولاً اولین مرحله کنترل کیفیت در هر فرآیند لحیم کاری reflow است. اپراتورها اتصالات لحیم و نواحی اطراف آن را با بزرگنمایی به دقت بررسی می‌کنند تا عیوب رایج مانند پل‌های لحیم، لحیم ناکافی، اجزای ناهم‌تراز و موارد دیگر را شناسایی کنند. بازرسی دستی امکان قضاوت انسانی را فراهم می‌کند اما می‌تواند زمان‌بر و سلیقه‌ای باشد.

بسیاری از شرکت‌ها بازرسی دستی را با سیستم‌های بازرسی نوری خودکار (AOI) تکمیل می‌کنند. AOI از دوربین‌ها و نرم‌افزارهای با وضوح بالا برای ضبط و تجزیه و تحلیل تصاویر اتصالات لحیم استفاده می‌کند. این نرم‌افزار اتصالات را با معیارهای طراحی مقایسه می‌کند تا ناهنجاری‌ها را پیدا کند.

سیستم‌های AOI معمولاً از چندین بخش اصلی شامل موارد زیر تشکیل شده‌اند؛

دوربین های با وضوح بالا:  سیستم‌های بازرسی نوری از یک یا چند دوربین برای گرفتن تصاویر نزدیک از برد مدار چاپی (PCB) استفاده می‌کنند. بسته به پیکربندی سیستم، می‌توان زوایای مختلفی را برای قرارگیری دوربین انتخاب کرد. برد را می‌توان از چندین منظر مشاهده کرد، بنابراین احتمال یافتن نقص‌ها افزایش می‌یابد.

روشنایی: نورپردازی ثابت و پایدار یکی از شرایط اصلی برای ثبت صحیح تصویر است. به عنوان مثال، سیستم‌های AOI ممکن است مبتنی بر چندین منبع نور با طول موج‌ها و زوایای مختلف باشند که کنتراست مورد نیاز و به حداقل رساندن سایه را ایجاد می‌کنند.

نرم افزار پردازش تصویراین نرم‌افزار با تصاویر گرفته شده کار می‌کند و آنها را با تصاویر مرجع یا داده‌های طراحی مقایسه می‌کند تا عیوب را تأیید کند. جدیدترین سیستم‌های AOI مبتنی بر الگوریتم‌های یادگیری ماشینی هستند که به دقیق‌تر شدن فرآیند بازرسی کمک می‌کنند و امکان سازگاری با تغییرات ظاهری قطعات و کیفیت اتصالات لحیم را فراهم می‌کنند.

AOI سرعت، دقت و تکرارپذیری را نسبت به بازرسی دستی بهبود می‌بخشد. با این حال، مانند چشم انسان، AOI نمی‌تواند داخل قطعات را ببیند یا اتصالات پنهان را بررسی کند.

عیوب شناسایی شده در طول بازرسی بصری ممکن است شامل موارد زیر باشد:

● پل‌های لحیم: اتصالات ناخواسته بین اتصالات

● لحیم ناکافی/زیاد: اتصالات ضعیف یا اتصال کوتاه شده

● ناهمراستایی قطعات: اتصالات الکتریکی ضعیف

● اجزای گمشده/نادرست: مشکلات عملکردی بالقوه

بازرسی اشعه ایکس

بازرسی با اشعه ایکس، با امکان بازرسی اتصالات لحیم پنهان در زیر بسته‌های BGA و QFP، تکنیک‌های بصری را تکمیل می‌کند. یک سیستم اشعه ایکس، پرتوهایی را از میان قطعات عبور می‌دهد تا تصاویر رادیوگرافی از اتصالات لحیم داخلی تولید کند. سپس بازرسان یا نرم‌افزار، تصاویر را برای یافتن حفره‌ها، ترک‌ها، پل‌ها و سایر نقص‌هایی که از بیرون قابل مشاهده نیستند، تجزیه و تحلیل می‌کنند.

اگرچه اشعه ایکس قدرتمند است، اما محدودیت‌هایی نیز دارد. ممکن است نتایج مثبت کاذب رخ دهد و تمایز مواد با چگالی مشابه مانند لحیم و فلاکس می‌تواند چالش برانگیز باشد. مرتبط کردن نتایج اشعه ایکس با سایر تکنیک‌ها به حداقل رساندن خطاهای تفسیر کمک می‌کند. اشعه ایکس همچنین اپراتورها را در معرض تابش قرار می‌دهد و نیاز به پروتکل‌های ایمنی مناسب دارد.

نقص‌های معمول شناسایی‌شده عبارتند از:

● حفره‌ها - حفره‌های هوا که یکپارچگی مفصل را تضعیف می‌کنند

● پل زدن زیر اجزا

● لحیم ناکافی/زیاد زیر دستگاه‌ها

بازرسی برش خورده

برای بسته‌های فوق‌العاده متراکم، تولیدکنندگان ممکن است بازرسی برشی انجام دهند. نمونه‌ای از اجزا با استفاده از تکنیک‌هایی مانند فرزکاری پرتو یونی متمرکز، برش داده می‌شود. این کار اتصالات داخلی را برای بررسی با میکروسکوپ نوری یا الکترونی روبشی با بزرگنمایی بالا در معرض دید قرار می‌دهد. برش بسیار مؤثر اما مخرب است، بنابراین فقط یک نمونه این عملیات را دریافت می‌کند.

تست عملکرد

فراتر از بازرسی فیزیکی، آزمایش عملکردی، مجموعه‌ها را از نظر نقص الکتریکی ارزیابی می‌کند. روش‌هایی مانند آزمایش درون مدار، آزمایش پروب پرنده و آزمایش عملکردی به شناسایی نقص‌هایی مانند اتصالات متناوب یا نقص لحیم سرد که هیچ ناهنجاری بصری نشان نمی‌دهند، کمک می‌کند. تولیدکنندگان باید آزمایش فیزیکی و عملکردی را بر اساس تلرانس‌های منحصر به فرد محصول و قابلیت‌های آزمایش خود، متعادل کنند.

برنامه تضمین کیفیت

برای به حداکثر رساندن اثربخشی بازرسی، شرکت‌ها فعالیت‌های بازرسی را در یک برنامه جامع تضمین کیفیت ادغام می‌کنند. عناصر کلیدی چنین برنامه‌ای عبارتند از:

● تعیین معیارهای پذیرش برای آزمایش‌های بصری، اشعه ایکس و عملکردی بر اساس الزامات محصول و استانداردهای صنعتی.

● تدوین طرح‌های نمونه‌برداری برای بازرسی آماری محصولات ضمن به حداقل رساندن هزینه‌ها. تکنیک‌های مخرب فقط درصدی را نمونه‌برداری می‌کنند.

● ایجاد اسناد بازرسی و چک لیست ها برای استانداردسازی بازرسی ها و امکان ردیابی قبولی/ردی.

● آموزش اپراتورها در مورد رویه‌های بازرسی، معیارهای پذیرش و تشخیص نقص. صدور گواهینامه رسمی، دقت ثابت را تضمین می‌کند.

● کالیبراسیون ابزارهای بازرسی طبق برنامه و در صورت تغییر مشخصات سیستم. کالیبراسیون، قابلیت اطمینان آزمایش را در طول زمان حفظ می‌کند.

● بررسی خرابی‌های ناشی از بازگشت‌های میدانی برای بهبود معیارهای بازرسی. بازخورد منجر به بهبود مستمر می‌شود.

● پیاده‌سازی کنترل فرآیند آماری برای نظارت بر کیفیت جریان برگشتی در طول زمان و تشخیص تغییرات قبل از وقوع خرابی‌های گسترده.

یک برنامه تضمین کیفیت خوب طراحی شده که در بازرسی، مونتاژ و آزمایش هماهنگ شده باشد، ضمن ایجاد بهبود مستمر فرآیند، پاسخگویی را نیز تضمین می‌کند. تکنیک‌های بازرسی قابل اعتماد و معیارهای واضح قبولی/رد به تولیدکنندگان اطمینان مداوم در مورد کیفیت لحیم کاری و قابلیت اطمینان محصول می‌دهد.

خلاصه و نتیجه گیری

فرآیند لحیم‌کاری جریان برگشتی (Reflow Soldering Process) با ویژگی‌های منحصر به فرد خود از جمله کارایی، دقت و قابلیت اطمینان، روش مونتاژ بردهای مدار را به طرز چشمگیری تغییر داده است. تولیدکنندگان با استفاده از کنترل دقیق دما، زمان توقف و سرعت نوار نقاله، می‌توانند به بازده و تراکم بالایی در خطوط SMT خود دست یابند. هرچه قطعات کوچکتر شوند و انواع جدیدتری مانند BGAها معرفی شوند، لحیم‌کاری جریان برگشتی همیشه نقطه اتکای صنعت الکترونیک خواهد بود.

 اگرچه لحیم‌کاری جریان مجدد چین ممکن است پیچیده به نظر برسد، مهندسان PCBasic از طریق هزاران تولید، این فرآیند را به طور کامل فرا گرفته‌اند. ما از طریق پیاده‌سازی سیستم MES خود، تک تک متغیرهایی را که می‌توانند برای پیچیده‌ترین طرح‌ها استرس‌زا باشند، کنترل می‌کنیم. 

بگذارید متخصصان ما در PCBasic از پسِ فرآیند لحیم‌کاری نمونه اولیه یا پروژه تولید کم‌حجم بعدی شما برآیند. برای اطلاعات بیشتر در مورد نحوه شروع محصول الکترونیکی بعدی خود با خدمات لحیم‌کاری کوره‌ایِ reflow به صورت عمده، همین امروز با ما تماس بگیرید.

پرسش های متداول (پرسش و پاسخ)

لحیم کاری مجدد چیست؟

لحیم کاری جریان برگشتی فرآیندی است که در آن خمیر لحیم با استفاده از شابلون یا چاپ سیلک روی بردهای مدار اعمال می‌شود. سپس بردها گرم می‌شوند تا لحیم ذوب شود و اتصالات الکتریکی بین قطعات و برد ایجاد شود. این روش معمولاً برای قطعات با فناوری نصب سطحی (SMT) که دارای پایه‌هایی هستند که مستقیماً روی سطح بردهای مدار چاپی قرار می‌گیرند، استفاده می‌شود. لحیم کاری جریان برگشتی امکان بسته‌بندی با چگالی بسیار بالاتر را در مقایسه با قطعات سوراخ‌دار فراهم می‌کند.

لحیم کاری جریانی چگونه کار می کند؟

در لحیم‌کاری جریان برگشتی، ابتدا خمیر لحیم با استفاده از یک صفحه یا شابلون روی برد مدار چاپی اعمال می‌شود. این کار تضمین می‌کند که خمیر در مکان‌های مناسب قرار گرفته است. سپس قطعات روی خمیر قرار می‌گیرند. سپس برد از طریق یک فر یا محفظه‌ای که آن را در معرض حرارت کنترل‌شده قرار می‌دهد، عبور می‌کند. با گرم شدن برد، خمیر لحیم ابتدا از مرحله "جریان برگشتی" عبور می‌کند که در آن ذوب شده و اتصالات اولیه را تشکیل می‌دهد. پس از خنک شدن، اتصالات لحیم قوی بین قطعات و برد ایجاد می‌شود. خنک‌سازی مناسب برای جلوگیری از نقص مهم است. سپس بردهای نهایی تحت بررسی‌های کیفی قرار می‌گیرند.

چه تجهیزاتی برای لحیم کاری reflow استفاده می شود؟

چند نوع اصلی از تجهیزات مورد استفاده وجود دارد: کوره‌های جریان برگشتی، کوره‌های جریان برگشتی همرفتی و سیستم‌های لحیم‌کاری جریان برگشتی درون خطی. کوره‌های جریان برگشتی، تابش گرمایی کنترل‌شده‌ای را فراهم می‌کنند اما نیاز به بارگیری/تخلیه هر برد دارند. کوره‌های جریان برگشتی یک نوار نقاله پیوسته برای تولید با حجم بالا ارائه می‌دهند. سیستم‌های درون خطی، جایگذاری قطعات، لحیم‌کاری، بازرسی و موارد دیگر را برای خطوط مونتاژ کاملاً خودکار ادغام می‌کنند. بخاری‌های کوارتز/مادون قرمز و هوای گرم روش‌های گرمایشی رایجی هستند. پروفایل دما و نظارت، نتایج ثابتی را تضمین می‌کند. انتخاب تجهیزات مناسب به نیازها و حجم تولید خاص شما بستگی دارد.

انواع رایج پروفیل‌های بازتابی کدامند؟

اساسی‌ترین انواع پروفیل عبارتند از تک مرحله‌ای (تک پیک ساده شده)، دو مرحله‌ای (پیش گرمایش پایین‌تر و سپس پیک بازگشت بالاتر) و چند مرحله‌ای (مراحل چندگانه پیش گرمایش و بازگشت). مراحل کلیدی عبارتند از پیش گرمایش، خیساندن، بازگشت و خنک شدن. متغیرهایی مانند دمای اوج، زمان بالای لیکوئیدوس، نرخ شیب و شیب‌های خنک‌کننده متفاوت هستند. نیتروژن اغلب برای خنک‌سازی سریع‌تر استفاده می‌شود. انتخاب پروفیل به عواملی مانند اندازه/چگالی اجزا، نوع خمیر لحیم و مونتاژ برد بستگی دارد. پروفیل‌های استاندارد از تولیدکنندگان لحیم نقطه شروع خوبی هستند، اما ممکن است بهینه‌سازی مورد نیاز باشد.

نکاتی برای موفقیت در لحیم کاری reflow چیست؟

در اینجا چند نکته برای کمک به اطمینان از نتایج موفقیت‌آمیز لحیم‌کاری جریان برگشتی ارائه شده است: از خمیر لحیم مناسب برای فرآیند خود استفاده کنید، بردهای مدار را قبل از مونتاژ کاملاً تمیز کنید، از لحیم‌کاری ناقص قطعات خودداری کنید، زمان‌های مناسب پیش‌گرمایش/خیساندن را در نظر بگیرید، دماها را از نزدیک کنترل و نظارت کنید، در طول جریان برگشتی، قرار گرفتن در معرض هوا را به حداقل برسانید، چرخه‌های کامل خنک‌سازی را در نظر بگیرید، بازرسی‌های اتصال لحیم و تولید را انجام دهید و تجهیزات را به خوبی نگهداری کنید. تکنیک مناسب، اعتبارسنجی تنظیمات و بررسی‌های کیفیت می‌توانند بازده را به حداکثر برسانند و به عیب‌یابی هرگونه مشکلی که پیش می‌آید کمک کنند.